خط لوله یک سرمایه ثابت با هزینه های اساسی نسبتاً بالاست. اگرچه پس از لوله گذاری، هزینه های اجرایی نسبت به راههای دیگر مانند انتقال توسط نفتکشها بسیار کمتر است. خط لوله ها باتوجه به شرائط محیطی و سیال داخلی، عمر عملیاتی بین 25 تا 40 سال دارند. خطوط لوله در دو بخش خشکی و دریا به کار گرفته می شوند که در این مقاله، به تاریخچه لوله گذاری دریایی ایران پرداخته می شود.
نخستین سکوی فولادی از نوع شابلونی با روش ساخت کنونی (یعنی ساخت در ساحل و پس از حمل، نصب در محل) در سال 1947 در آبهای خلیج مکزیک ساخته شد که این سکو در 29 کیلومتری از ساحل و در عمق شش متری نصب شد. سپس یک سکوی دیگر از این نوع در عمق پانزده متری احداث شد و به این ترتیب یک صنعت جدید متولد شد . در طول دوره پیشرفت سکو سازی به موازات پیشرفت صنایع فولاد به مرور قطر شمعها بزرگتر شده و از تعداد آنها کاسته شد و روشهای اجرایی بهبود یافت. بعد از این واقعه، شرکتهای مختلفی کار طراحی و ساخت سکوهای فراساحلی را به جهت استخراج نفت از بستر دریا ادامه دادند. در ادامه روند توسعه صنعت فراساحل دنیا، نصب سکوی ثابت از سال 1955 در خلیج فارس متداول شد و در سال 1964 نخستین سکوی ثابت در آبهای ایران نصب شد.
با توسعه جهانی فعالیتهای اکتشاف نفت در دریاها و اقیانوسها در دهه های 50 و 60 میلادی در آبهای عمیقتر متخصصان به این فکر افتادند که "چگونه تولیدات این ثروتهای عظیم تازه کشف شده به تجهیزات ساحلی منتقل خواهد شد؟". یکی از راههای انتقال هیدروکربنها به ساحل، خطوط لوله خوابیده شده در بستر دریا (یا مدفون زیر بستر دریا) است. علاوه بر این خطوط اصلی (انتقال از سر چاه به ساحل)، میدانهای نفتی و گازی به تعدادی خط لوله میان میدانی که سکوهای اقماری را به سکوی اصلی متصل می کند، نیازمند است.
تا سال 1969، ابزار استفاده شده برای خواباندن این خطوط لوله به طور انحصاری شامل بارجهای ته پهن که به وسیله لنگرها کنترل می شدند بود. به علاوه، تا آن زمان بیشتر خطوط لوله در آبهای نسبتاً سطحی و دریاهای آرام خوابانده می شدند. در اوایل دهه 70 نیاز برای خطوط لوله ای که باید در آبهای عمیق و شرائط محیطی سخت خوابانده شوند دیده شد.
برای برآوردن این احتیاجات صنعت، ابزار لوله گذاری پیشرفته جدیدی طراحی و ساخته شدکه همان استفاده از تنشنرها در بارجهای لوله گذار به منظور کنترل کامل لوله بر روی بارج و کمتر کردن طول استینگر بود.
در اواسط دهه 1970 نخستین شناورهای لوله گذار نسل سوم وارد بازار شدند. این بارجها با موفقیت خطوط اصلی را با قطر بزرگ تا عمق 600 متر خواباندند. با ادامه کار در اوایل دهه 90 روش J-Lay در مقابل روش S-Lay ابداع شد که قابلیت نصب خطوط لوله را در آبهای عمیق و فوق عمیق به ارمغان آورد.
روشهای مختلف لوله گذاری دریایی
از ابتدای شروع لوله گذاری در دهه 50 تاکنون روشهای مختلفی برای نصب خطوط لوله در بستر دریا به کار گرفته شده است. در یک دسته بندی کلی می توان این روشها را به دودسته زیر تقسیم کرد:
لوله گذاری به روش کشیدن
در این روش، خط لوله در کارگاهی در ساحل ساخته می شود و سپس بوسیله یک یا چند شناور یدک کش به محل مورد نیاز در دریا کشیده می شود. اگر خط لوله خیلی بلند باشد آن را در قطعات متعددی ساخته و به محل حمل می کنند و در آنجا به یکدیگر متصل می کنند. روش مذکور عموماً برای خطوط لوله کوتاه از نظر طول و برای هر عمقی به کار می رود. ویژگی این روش این است که همه عملیات ساخت خط لوله زیردریایی در ساحل انجام می شود در حالی که در روشهای دیگر، بجز روش قرقره ای حداقل عملیات اتصال لوله ها برای تشکیل خط لوله در خود دریا صورت می گیرد. اما روش کشیدن لوله مزیت بزرگی نسبت به روش قرقره ای دارد که برای لوله های با قطر بزرگ روش قرقره ای کاربرد ندارد. از دیگر مزیتهای این روش سرعت آن است. همچنین در این روش دیگر نیاز به تجهیزات بسیار گران بارج لوله گذار نیست.
پارامترهای اقتصادی اصلی برای فاز نصب در یک عملیات کشیدن لوله عبارت است از:
1) اندازه و تعداد یدک کشهای مورد نیاز،
2) تعداد و طول قطعات لوله،
3) سرعت و حساسیت نسبت به آب و هوا در عملیات کشیدن لوله،
4) روش نصب بشکه های شناوری و جداسازی آنها از خط لوله،
5) روش اتصال قطعات خط لوله به یکدیگر
6) روشهای قرار دادن رشته های لوله بر کف دریا.
این روش به نوبه خود به سه روش کشیدن لوله در سطح دریا، کشیدن لوله در مجاورت نزدیک بستر دریا، کشیدن روی بستر دریا تقسیم می شود.
لوله گذاری توسط بارج لوله گذار
در این روش همانطور که از نامش پیداست لوله توسط یک بارج (شناوری شبیه به کشتی که معمولاً توسط شناورهای دیگر همچون یدک کش ها کشیده می شود) به بستر دریا خوابانده می شود. روش کار به این شکل است که بارج لوله گذار به وسیله یک سیستم نگهداری ایستگاهی در سطح آب مستقر می شود به طوری که راستای آن مطابق با راستای مسیر خط لوله است. این در حالی است که یک سر خط لوله در بارج نگهداری شده و قسمتی از آن به طور معلق در آب شناور است تا به بستر دریا برسد. سپس با حرکت آهسته بارج به سمت جلو، لوله ها یک شاخه یک شاخه به انتهای خط لوله جوش داده می شوند و بارج به اندازه طول همان شاخه لوله به جلو حرکت می کند(به غیر از روش قرقره ای). این رویه را رویه لوله گذاری معمولی می نامند. این روش، خود در طول زمان به سه روش عمده زیر توسعه یافته است:
لوله گذاری به روش S-lay
روش S-lay در واقع نخستین روش به کار گرفته شده در صنعت لوله گذاری دریایی نوین است که ابتدا در خلیج مکزیک استفاده شد. از آنجا که در این روش شکل تقریبی دهانه خط لوله از بارج تا بستر دریا شبیه حرف S است، آن را S-lay نامیدند. این روش یک تکنولوژی مشهور و مقرون به صرفه برای استفاده در لوله گذاری آبهای سطحی تا عمیق است. به طوری که خطوط لوله زیر دریایی غالباً با این روش نصب می شوند و بیشتر بارجهای لوله گذار براساس روش S-lay ساخته می شوند.
لوله گذاری به روش J-lay
از زمان آغاز فعالیتهای نفت و گاز در دریا روند اکتشاف و حفاری و سپس تولید در آبهای عمیق تر همواره به طور پیوسته ادامه داشته است. به طوری که روشهای سنتی دیگر جوابگوی نیازهای چنین عمقی نبود. روش S-lay نیز از این قائده مستثنا نبود. طرحهای توسعه یافته هم اکنون پروژه هایی در آبهای عمیق تا 3500 متر و بیشتر دارند. با نگاه به این رقابت در آبهای بسیار عمیق، صنعت فراساحلی برای کسب اطلاعات مورد نیاز و توسعه تکنولوژی خط لوله فراخوانده شد تا یک تکنولوژی جدید و قابل اطمینان نصب در آبهای بسیار عمیق و بسترهای ناهموار دریا برای بهبود بخشیدن به قدرت پیشگویی مهندسی رفتار تحت سرویس در تمام طول عمر طراحی و یافتن معیارهای فنی مناسب برای فائق آمدن بر خطرات محیطی، در آبهای بسیار عمیق ایجاد کند.
با این هدف روش J-lay به عنوان یک روش دیگر جهت نصب خط لوله در آبهای بسیار عمیق در ابتدای دهه 1990 توسعه یافت.
در این روش، همانطور که از اسمش پیداست، در حین نصب خط لوله شکل حرف J را به خود می گیرد. این شکل به وسیله پایین بردن لوله در آب توسط یک شیب تقریباً عمودی به دست می آید. بنابراین، انحنای موجود بر روی ناحیه خمش منفی که در روش S-lay برای رسیدن به شیب مورد نیاز لوله در ابتدای دهانه معلق به وسیله استینگر تامین می شد در این روش به کلی حذف می شود. شیب مذکور محدودیت عمده گسترش روش S-lay را در آبهای عمیق بیان می کند.
لوله گذاری به روش قرقره ای
معمولاً در طراحی میدانهای نفتی پیچیده در دریا علاوه بر خطوط اصلی که محصولات را به تاسیسات ساحل می رساند، خطوط درون میدانی نیز وجود دارند. قطر خارجی خطوط لوله اصلی معمولاً بیش از 16 اینچ است در حالی که در خطوط جریان درون میدانی کمتر از 16 اینچ است. بنابراین، با توجه به قطر خارجی کم خطوط لوله درون میدانی می توانند انعطاف پذیر باشند. این روش ، برای خواباندن خطوط لوله با قطر کم و انعطاف پذیر در اعماق کم و زیاد به وجود آمد.
مراحل اصلی این روش عبارتند از:
1. کارگاه ساخت ساحلی : این کارگاه یکی از اجزای مهم و لاینفک روش قرقره ای است. در این کارگاه که طول خیلی زیادی دارد، لوله ها که از قبل پوشش شده اند، به طول معینی تقریباً برابر طول کارگاه، به یکدیگر متصل می شوند و بازرسی می شوند و تشکیل یک خط لوله ممتد می دهند. برای یک پروژه به تعداد لازم از این لوله ها تولید شده و آماده بارگیری به بارج می شوند.
2. حمل و ذخیره لوله روی قرقره: در این مرحله، لوله های ساخته شده به دور قرقره بزرگی روی بارج پیچیده می شوند. در این حین، کرنش پلاستیک کنترل شده ای به لوله وارد می شود. پس از بارگیری، بارج می تواند به میدان لوله گذاری حمل شود.
3.لوله گذاری: وقتی بارج به محل رسید، لوله را با حرکت به جلو خود از روی قرقره باز کرده و در محل خود می خواباندو این عمل رویه خاصی دارد که خارج از مبحث این مقوله است. روش قرقره ای در حال حاضر به طور گسترده ای برای خطوط با قطر کم استفاده می شود. این روش، سرعت تولید خیلی خوبی را به ارمغان می آورد. اما صرفه اقتصادی آن وابسته به ظرفیت بارگیری قرقره ها و نزدیکی میدان لوله گذاری به کارگاه تولیدی لوله های آن در ساحل است.
تاریخچه صنعت فراساحل در ایران
سابقه صنعت فراساحلی در ایران به پیش از انقلاب اسلامی بر می گردد. در آن زمان، شرکتهای غیربومی (عموماً آمریکایی) کار نصب سکوها و خطوط لوله زیردریایی را انجام می دادند. پس از انقلاب و با شروع جنگ تحمیلی، صنعت فراساحلی متوقف شد و دوباره پس از جنگ در دهه 90 شروع شد. از جمله این فعالیتها می توان ترمیم سکوهای حوزه نفتی ابوذر، توسعه میدان نفتی سلمان و میدان گازی پارس جنوبی را نام برد. با شروع دوباره فعالیتهای فراساحلی و با هدف داخلی سازی این صنعت، نصب خطوط لوله زیردریایی نیز در حوزه فعالیت شرکتهای داخلی قرار گرفت، به طوری که شرکت تاسیسات دریایی ایران نخستین کارخانه پوشش دهی لوله های دریایی را در سال 1997 و نخستین بارج لوله گذار لنگری خود (ابوذر 1200) که از یک نفتکش به شناور لوله گذار تغییر کاربری داده شد بود، در سال 2000 به بهره برداری رسانید. با توجه به شرائط طبیعی منطقه خلیج فارس که عمق عملیاتی میان 6 تا 90 متر را دارد به استثنای خط لوله میان میدانی فاز یک پارس جنوبی به طول 5 کیلومتر به روش کشش صورت گرفت، تا به امروز همه خطوط لوله دریایی کشور توسط بارجهای لوله گذار با روش J-Lay نصب شده اند.
نخستین خط لوله نصب شده توسط بارج ابوذر 1200، فاز یک پارس جنوبی به قطر 32 اینچ و طول حدود 105 کیلومتر بود که در روزهای اولیه به دلیل نبود تجربه کافی، به کندی پیش می رفت و به مرور عملیات لوله گذاری توسط این بارج سرعت گرفت.
همزمان با نصب خط لوله فاز یک پارس جنوبی، شرکت هیوندایی کره کار نصب خطوط لوله فازهای 2 و 3 را انجام داد و پس از آن، خط لوله فازهای 4 و 5 همین پروژه به طول حدود 200 کیلومتر توسط شرکت سایپم ایتالیا به پایان رسید. شرکت آلسیس از کشور هلند خط لوله فازهای 6 و 7 را به طول 200 کیلومتر توسط بارج Solitaire انجام داد و پس از ناموفق بودن عملیات لوله گذاری فاز 8 پارس جنوبی توسط بارج PLB-132 ، این خط لوله نیز توسط بارج Solitaire نصب شد. بارج لوله گذار مذکور بزرگترین بارج لوله گذار جهان است که قابلیت خواباندن 6 کیلومتر خط لوله را در روز دارد.
شرکت تاسیسات دریایی ایران در یک اقدام زیربنایی بارج با قابلیت سیستم تثبیت دینامیکی ( DP3)به نام C-Master ( Ex-Jascon5) را خریداری کرد و لوله گذاری خط لوله 30 اینچ سلمان –سیری را با موفقیت انجام داد. در آن روزها نخستین پروژه خارجی شرکت تاسیسات دریایی آغاز شده بود و بارج C-Master پس از موفقیت در اجرای پروژه سلمان به کشور هندوستان ، پروژه RSPPM عزیمت کرد و موفق شد 26 خط لوله میان فازی را به طول مجموع 163 کیلومتر و 52 رایزر به روش Stalk-On را نصب کند و دو پروژه مذکور سر آغازی شد بر رکوردهای دست نیافتنی لوله گذاری شناور C-Master. به طوری که از آن تاریخ تا به امروز این شناور یکه تاز اجرای عملیات لوله گذاری فازهای پارس جنوبی و خطوط لوله شرکت فلات قاره شد. خطوط لوله میان فازی پروژه سلمان، فازهای 9و10 – 12- 15و16-17و 18 پارس جنوبی، پروژه دریای سیاه-پروژه سیری –عسلویه به طول 290 کیلومتر به عنوان بلندترین خط لوله خلیج فارس- فازهای 19-20و21 – 22 پارس جنوبی و تعدادی از خطوط لوله شرکت نفت فلات قاره در میدان رشادت به طول مجموع بیش از 2000 کیلومتر از دیگر سوابق موفق لوله گذاری بارج مذکور به شمار می رود. البته بارجهای دیگری نیز قبل و بعد از شناور سی مستر به ناوگان فراساحلی کشور اضافه شدند که سوابق لوله گذاری آنها به شرح زیر است:
بارج C-Master
- لوله گذاری خطوط لوله اصلی و میان میدانی سلمان
- لوله گذاری خطوط لوله میان میدانی پروژه RSPPM
- خط لوله میان فازی فاز یک پارس جنوبی که جایگزین خط لوله قبلی که با روش Off-Bottom Tow نصب شده بود، شد.
- لوله گذاری فاز های 9و 10 پارس جنوبی
- لوله گذاری فاز 12 پارس جنوبی
- لوله گذاری فاز های 15و16 پارس جنوبی
- لوله گذاری فاز های 17و18 پارس جنوبی
- لوله گذاری فاز 19 پارس جنوبی (اصلی و میان فازی)
- لوله گذاری فازهای 20و21 پارس جنوبی
- لوله گذاری فاز 22 پارس جنوبی
- لوله گذاری پروژه دریای سیاه
- لوله گذاری خطوط لوله میان میدانی پروژه رشادت
- شورپولینگ خطوط لوله فاز 14 پارس جنوبی
بارج ابوذر 1200 (لنگری)
- لوله گذاری خط لوله اصلی فاز یک پارس جنوبی
- لوله گذاری بخش ابتدایی فاز 12 پارس جنوبی که متاسفانه به دلیل شکست لوله این کار متوقف شد و اصلاح خط لوله مذکور و ادامه لوله گذاری توسط بارج سی مستر انجام شد.
- لوله گذاری خط لوله اصلی پروژه فروزان
بارج لوله گذار PLB-132 (لنگری)
- خط لوله هنگام به طول 45 کیلومتر
- خط لوله اصلی رشادت به طول 104 کیلومتر
- خط لوله میان فاز فاز 18 به طول 10 کیلومتر
بارج لوله گذار seapad (لنگری)
این بارج که حدود دو سال است به ناوگان فراساحلی کشور اضافه شده است دارای سیستم کامل لوله گذاری و جرثقیل 3000 تن است که تا به امروز نتوانسته است لوله گذاری کند و امید است در آینده نزدیک شاهد استفاده از این بارج در پروژه های لوله گذاری کشور و پس از آن پروژه های خارجی باشیم.
بارج لوله گذار Oceanic 5000 ( DP3)( سیستم تثبیت دینامیکی)
این بارج یکی از بزرگترین بارجهای نصب سنگین و لوله گذاری دنیا با جرثقیل 5000 تن است که باوجود انجام پروژه های متعدد نصب سنگین در پارس جنوبی ، هنوز در عملیات لوله گذاری استفاده نشده است و امید است این شناور نیز هر چه سریعتر نخستین پروژه لوله گذاری را آغاز کند.
بارج لوله گذار صدف
این بارج کوچک نیز که همانند بارج PLB-132 ساخت ایران است، توانسته است چند خط لوله سایز پایین را برای شرکت نفت فلات قاره لوله گذاری کند.
لذا عملکرد بارجهای لوله گذار کشور در طول 14 سال گذشته به شرح زیر است.
- بارج C-Master: بیش از 2000 کیلومتر
- بارج ابوذر 1200 : بیش از 200 کیلومتر
- بارج PLB-132 : حدود 160 کیلومتر
- بارج SADAF : حدود 50 کیلومتر
- بارج Oceanic 5000: 0 کیلومتر
- بارج Seapad: 0 کیلومتر
پروژه های پیش رو عبارتند از
- خطوط لوله فاز 14 پارس جنوبی
- خط لوله اصلی فاز 23 پارس جنوبی و خطوط لوله میان فازی فازهای 22-24 پارس جنوبی
- خطوط لوله اصلی و میان فازی فاز 13 پارس جنوبی
- خط لوله فاز 11 پارس جنوبی( پروژه هنوز آغاز نشده است)
- خط لوله عمان ( پروژه در فاز مطالعاتی است) خط لوله سیری-سلمان که باید جایگزین خط لوله قبلی شود ( منتظر انتخاب پیمانکار)
- خطوط لوله میان میدانی شرکت نفت فلات قاره در میدانهای مختلف دریایی که به پیمانکاران واگذار شده اند.
- خطوط لوله پروژه های توسعه ای میدانهای نفتی و گازی کشور پس از لغو تحریمها
همانطور که ذکر شد، از میان شش شناور لوله گذار کشور تنها شناور C-Master فعال است که کارفرمایان و سیاستگذاران صنعت فراساحل کشور باید پروژه ها را به گونه ای تقسیم کنند که در سالهای آینده همه شناورها فعال شوند و با توجه به شرائط پیش روی اقتصادی کشور در دوران پساتحریم شاهد حضور این شناورها در بازارهای بین المللی پس از کسب تجربه در پروژه های داخلی باشیم.
*مسعود یوردخانی
کارشناس صنعت فراساحل
نظر شما